• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.214-223
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• 2002

Kinetic and effectiveness factors for methanol steam reforming using commercial copper-containing catalysts in a plug flow reactor were investigated over the temperature ranges of $180-250^{\circ}C$ at atmospheric pressure. The selectivity of $CO_2$/$H_2$ was almost 100%, and CO products were not observed under reaction conditions employed in this work. It was indicated that $CO_2$ was directly produced and CO was formed via the reverse water gas shift reaction after methanol steam reforming. The intrinsic kinetics for such reactions were well described by the Langmuir-Hinshelwood model based on the dual-site mechanism. The six parameters in this model, including the activation energy of 103kJ/mol, were estimated from diffusion-free data. The significant effect of internal diffusion was observed for temperature higher than $230^{\circ}C$ or particle sizes larger than 0.36mm. In the diflusion-limited case, this model combined with internal effectiveness factors was also found to be good agreement with experimental data.

• Advances in environmental research
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• 제4권1호
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• pp.25-38
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• 2015

Wastewaters of textile industry cause high volume colour and harmful substance pollutions. Photocatalytic degradation is a method which gives opportunity of reduction of organic pollutants such as dye containing wastewaters. In this study, photocatalytic degradation of C.I. Basic Yellow 28 (BY28) as a model dye contaminant was carried out using Degussa P25 in a photocatalytic reactor. The experiments were followed out at three different azo dye concentrations in a reactor equipped UV-A lamp (365 nm) as a light source. Azo dye removal efficiencies were examined with total organic carbon and UV-vis measurements. As a result of experiments, maximum degradation efficiency was obtained as 100% at BY28 concentration of $50mgL^{-1}$ for the reaction time of 2.5 h. The photodegradation of BY28 was described by a pseudo-first-order kinetic model modified with the langmuir-Hinshelwood mechanism. The adsorption equilibrium constant and the rate constant of the surface reaction were calculated as $K_{dye}=6.689{\cdot}10^{-2}L\;mg^{-1}$ and $k_c=0.599mg\;L^{-1}min^{-1}$, respectively.

• 공업화학
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• 제5권4호
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• pp.580-587
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• 1994

고정층 상압 유통식 반응기에서 메탄의 전화율 10% 미만의 범위에서 $Na^+(50wt%)/MgO$ 촉매를 사용하여 반응온도 710, 730, 750, 770, $790^{\circ}C$에서 메탄과 산소의 분압을 변화시켜 가면서 메탄의 oxidative coupling반응을 수행하여 이산화탄소와 에탄의 생성속도를 구하고 curve fitting으로 속도식을 증명하였다. Langmuir-Hinshelwood, Rideal-Redox, Eley-Rideal형 반응 메카니즘 중에서 Langmuir-Hinshelwood형 반응 메카니즘이 실험 결과와 가장 잘 일치하였으며, $CH_3{\cdot}$의 생성에 관여하는 산소종은 촉매 표면의 $O_2{^-}$ 또는 $O_2{^{2-}}$으로 제시할 수 있었고, 이때의 활성화 에너지는 약 39.3kcal/mol이었다. 또한, curve fitting결과 $CO_x$을 생성하는 산소의 화학 양론계수 x는 약 1.5이었으며, 이로부터 $CH_3{\cdot}$의 일부가 표면산소에 의해서 산화반응을 거쳐 $CH_3O_2{\cdot}*$ 형성을 추측할 수 있었다.

• 산업진흥연구
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• 제3권2호
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• pp.1-8
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• 2018

본 연구에서는 탄화수소 개질을 위한 예비 개질기에서 에탄의 반응 메커니즘과 이에 적합한 반응속도식에 대한 연구를 수행하였다. 반응 mechanism 분석을 통해 ethane의 개질 반응 중 (CO2+H2,C2H6+H2,C2H6+H2O)3개의 반응이 진행되는 것을 확인할 수 있었으며, 각각의 반응 속도 (CO2+H2($r=3.42{\times}10-5molgcat.-1\;s-1$), C2H6+H2($r=3.18{\times}10-5mol\;gcat.-1s-1$), C2H6+H2O($r=1.84{\times}10-5mol\;gcat.-1s-1$)) 를 구하였다. 이를 통해 C2H6+H2O반응이 rate determining step (RDS)임을 확인하고, Langmuir-Hinshelwood model (L-H model)을 통해 이 반응의 반응식을 r=kS*(KAKBPC2H6PH2O)/(1+KAPC2H6+KBPH2O)2 (KA=2.052,KB=6.384,$kS=0.189{\times}10-2$)로 나타낼 수 있었다. 이렇게 얻어진 반응식은 반응 메커니즘을 고려하지 않고 유도된 power rate law와 비교하였으며, power rate law는 좁은 농도 변화 영역 (ethane 약 2.5-4%, water 약 60-75%)에서는 비교적 유사한 fitting이 이루어졌지만, 넓은 농도 변화영역에서는 반응 mechanism을 토대로 얻은 L-H model 반응식이 실험값과 더 유사한 값을 보이는 것을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제5권5호
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• pp.825-835
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• 1994

가솔린 옥탄가 향상제인 ETBE(Ethyl Tertiary Butyl Ether)의 기상합성을 성질이 다른 그물구조형 이온교환 수지인 Amberlyst-15와 Amberlyst XN-1010촉매상에서 고정층 상압 유통식 미분형 반응기로 수행하였다. 반응물로는 ethanol과 isobutene을 사용하였고, 반응온도 $70-140^{\circ}C$ 범위에서 실험을 행하여 수지촉매들의 활성을 비교한 결과 Amberlyst-15의 활성이 Amberlyst XN-1010보다 우수하였다. 미분형 반응기로부터 얻은 속도론적 자료를 선형회귀분석하여 적합한 속도모델과 매개변수를 구한 결과 ETBE합성반응은 LHHW(Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Waston) 반응기구에 의하여 이루어진 것으로 보여진다. 또한, 각 온도에 따른 표면 반응속도 상수와 반응물들의 흡착평형상수와 표면반응 활성화 에너지를 구하였으며, Amberlyst-15 및 Amberlyst XN-1010의 활성화에너지는 각각 18.64 및 24.19 Kcal/mol이었다.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.467-476
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• 1999

공기에 의한 n-butane의 산화로부터 무수마레인산을 합성하는 고정층 촉매 반응기의 거동을 조사하였다. 대류-확산-반응기구로 묘사되는 고정층 촉매반응기의 거동은 Langmuir-Hinshelwood형의 반응속도식 및 비정상상태 이차원 유사균일상 모델을 적용 조사하였다. 예측모델은 Sharma의 pilot-plant 실험 결과인 단일층 반응기의 축방향 온도 및 수율 분포에 대한 최적적합을 통한 최적매개변수 추정에 의해 구성하였다. 또한 예측모델은 단일층 반응기와 통일한 수율 및 전화율을 생성시킬 수 있도록 모사된 불균열활성의 이중층 반응기가 열점에서 $8.96^{\circ}C$ 낮은 온도 상승을 일으켰다. 단일과 이중층 반응기의 가능한 조업조건 (냉매온도, 반응물의 농도, 온도 및 유량)변화에 대한 매개변수 감응도를 조사한 결과 동일한 조업 조건하에서 이중층 반응기가 단일층 반응기에 비해 더 넓은 조업범위는 물론 전화율 및 수율이 다소 높게 나타났다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제8권2호
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• pp.53-57
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• 2007

In this study, a novel slurry containing ceria as the abrasive particles was analyzed in terms of its frictional, thermal and kinetic attributes for interlayer dielectric (ILD) CMP application. The novel slurry was used to polish 200-mm blanket ILD wafers on an $IC1000_{TM}$ K-groove pad with in-situ conditioning. Polishing pressures ranged from 1 to 5 PSI and the sliding velocity ranged from 0.5 to 1.5 m/s. Shear force and pad temperature were measured in real time during the polishing process. The frictional analysis indicated that boundary lubrication was the dominant tribological mechanism. The measured average pad leading edge temperature increased from 26.4 to $38.4\;^{\circ}C$ with the increase in polishing power. The ILD removal rate also increased with the polishing power, ranging from 400 to 4000 A/min. The ILD removal rate deviated from Prestonian behavior at the highest $p{\times}V$ polishing condition and exhibited a strong correlation with the measured average pad leading edge temperature. A modified two-step Langmuir-Hinshelwood kinetic model was used to simulate the ILD removal rate. In this model, transient flash heating temperature is assumed to dominate the chemical reaction temperature. The model successfully captured the variable removal rate behavior at the highest $p{\times}V$ polishing condition and indicates that the polishing process was mechanical limited in the low $p{\times}V$ polishing region and became chemically and mechanically balanced with increasing polishing power.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.914-920
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• 2018

본 연구에서는 상용 니켈-알루미나 촉매를 이용한 메탄가스-수증기 개질반응에서의 고유반응속도 상수를 결정하였다. 반응메커니즘을 반영하기 위해 Langmuir-Hinshelwood chemisorption 이론에 기반한 반응속도식을 사용하였고 반응온도($630{\sim}750^{\circ}C$) 및 반응물의 분압(S/C ratio = 2.7~3.5)을 실험변수로 설정하였다. 실험을 통해 얻어진 데이터를 기반으로 효율적인 최적화 알고리즘을 이용하여 최적 고유반응속도상수들을 결정하였다. 최종적으로 제안된 이 수학적 반응 모델은 촉매반응기의 설계 및 운전조건 최적화에 활용 가능하다.

• 공업화학
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• 제2권2호
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• pp.165-174
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• 1991

고정층상압유통식 미분형반응기를 이용하여 모놀리스형 은촉매상에서 에틸렌의 선택산화반응 기구 및 속도식에 관하여 연구하였다. 반응온도 $225^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$까지와 전화율 1.2 %에서 7.5 %까지 범위에서 에틸렌과 산소의 분압을 변화시켜 가면서 산화에틸렌 및 이산화탄소의 생성반응은 Langmuir-Hinshelwood 형 반응기구를 따르며, 은촉매 표면의 활성점에 흡착된 산소원자와 흡착한 에틸렌이 반응하여 산화에틸렌과 이산화탄소가 생성되는 것으로 나타났고, 이들의 생성반응속도식은 각각 다음과 같이 나타낼 수 있었다. $R_{EO}={\frac{k_1K_0{^{1/2}}K_EK_SP_{02}{^{3/2}}P_E}{(1+{\sqrt{K_0P_{02}}}+K_EP_E+K_PP_P)^2(1+{\sqrt{K_SP_{02}})^2}}$ $R_C={\frac{k_2K_0{^3}K_EK_S{^{7/2}}P_{02}{^{13/2}}P_E}{(1+{\sqrt{K_0P_{02}}}+K_EP_E+K_PP_P)^7(1+{\sqrt{K_SP_{02}})^7}}$ 또한 각 온도에 따른 표면반응속도상수와 반응물들의 흡착평형상수를 결정하여 이로부터 표면반응 활성화에너지를 구하였는 바, 산화에틸렌 생성반응의 활성화에너지는 12.2 Kcal/mol 이고 이산화탄소와 물이 생성되는 반응의 활성화에너지는 17.85 Kcal/mol이었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.137-145
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• 2009

The steady-state kinetics of the selective catalytic reduction (SCR) of $NO_X$ with $NH_3$ has been investigated over a commercial ${V_2}{O_5}/TiO_2$ catalyst. In order to account for the influence of transport effects the kinetics are coupled with a fully transient two-phase 1D+1D monolith channel model. The Langmuir-Hinshelwood (L-H) mechanism is adopted to describe the steady-state kinetic behavior of the ${V_2}{O_5}/TiO_2$ catalyst. The reaction rate expressions are based on previously reported papers and are modified to fit the experimental data. The steady-state chemical reaction scheme used in the present mathematical model has been validated extensively with experimental data of selective $NO_X$ reduction efficiency for a wide range of inlet conditions such as space velocity, oxygen concentrations, water concentration, and $NO_2/NO$ ratio. The parametric investigations are performed to examine how the $NH_3$ slip from a SCR $DeNO_X$ catalyst and the conversion of $NO_X$ are affected by the reaction temperature, $NH_3/NO_X$ feed ratio, and space velocity for feed gas compositions with $NO_2/NO_X$ ratios of 0 and 0.5.